Paniere Chimica ambientale risposte aperte

Le fonti "rinnovabili" di energia

Le fonti "rinnovabili" di energia sono quelle fonti che, a differenza dei combustibili fossili e nucleari destinati ad esaurirsi nel tempo, poiché si rinnovano con un ciclo più rapido rispetto a quello del loro utilizzo, possono essere considerate inesauribili.

Le fonti rinnovabili di energia possiedono due caratteristiche fondamentali: rinnovano la loro disponibilità in tempi estremamente brevi, si va dalla disponibilità continua nel caso dell'uso dell'energia solare, ad alcuni anni nel caso delle biomasse; e a differenza dei combustibili fossili, il loro utilizzo produce un inquinamento ambientale del tutto trascurabile.

Ulteriori vantaggi introdotti dall'impiego delle energie rinnovabili sono: ridurre la dipendenza economica e politica dai paesi fornitori di combustibili fossili e far fronte anche alla loro esauribilità, con ricadute occupazionali soprattutto a livello locale alla produzione di energia con fonti disponibili.

territorio nazionale.33.02 Quali sono gli aspetti da considerare per l'impatto ambientale dell'energia eolica?

Gli aspetti da considerare per l'impatto ambientale dell'energia eolica sono:

1. Impatto visivo
   • Dimensioni degli aerogeneratori
   • Densità di installazione e distanza minima tra gli aerogeneratori pari a 3D
   • Scelta di forma e colori in funzione delle caratteristiche del sito
2. Campi ed interferenze elettromagnetiche
   • I campi elettrici sono praticamente nulli per l'effetto schermante delle guaine metalliche e del terreno sovrastante i cavi interrati. Il campo magnetico misurato lungo il percorso dei cavi che collegano l'aerogeneratore alla cabina di trasformazione, ad una distanza di 7m dai cavi è inferiore a 0,2 μT. Gli impianti eolici sono largamente compatibili con il limite di 100 μT fissato dal D.P.C.M del 23/04/92. Le interferenze elettromagnetiche sono ormai un fenomeno ridotto dall'utilizzo di pale in materiali non

conduttori e limitato nell'area di 100 m dagli aerogeneratori.); 3) Occupazione del territorio (Occupazione effettiva del territorio è il 2% dell'area del sito di installazione, nessuna interferenza con le attività agricole e di allevamento); 4) Emissioni Acustiche (Il rumore rilevato alla base di un aerogeneratore è 90/100 dB, a 350 m si misurano 45 dB); 5) Impatto sulla fauna e avifauna (Collisioni dei volatili con le pale delle turbine eoliche); 6) Impatto su flora, acqua e territorio (Sistemazione delle strade di accesso e realizzazione di strade interne al parco eolico, scavi per la posa in opera dei cavi elettrici all'interno del parco eolico, fondazioni delle torri eoliche e montaggio delle torri e delle turbine); 7) Impatto sull'assetto idrogeologico. 33.03 Quali sono le applicazioni tipiche dell'energia solare? Le applicazioni tipiche dell'energia solare sono ad alta, a media e a bassa temperatura. Nell'applicazione ad altatemperatura l'energia solare può essere concentrata ed utilizzata fino ad una temperatura teorica pari a quella apparente del Sole, solo teorica ovviamente, perché la temperatura massima raggiunta nelle "fornaci solari" arriva massimo a 3000 K. Le fornaci solari vengono impiegate soprattutto, per scopo di ricerca, come la fusione di metalli in atmosfera controllata e la produzione di idrogeno attraverso la dissociazione termica dell'acqua. Nelle utilizzazioni ad alta temperatura, si impiegano specchi a doppia curvatura, del tipo a inseguimento o fisso, che concentrano su piccoli volumi tutta l'energia solare incidente su un'area molto vasta. Le utilizzazioni a media temperatura sono costituite essenzialmente, da generatori di vapore solari che alimentano dei cicli di Rankine (SOLARE TERMODINAMICO). Il vapore si può produrre in sistemi distribuiti collegati idraulicamente, oppure in un singolo generatore su cui vengono concentrate tutte le

radiazioni captate. Nei sistemi distribuiti si impiega una serie di concentratori cilindrici a semplice curvatura con un tubo assorbitore posto nel fuoco geometrico.

Le più importanti utilizzazioni a bassa temperatura si realizzano mediante l'impiego di collettori piani ("pannelli solari") e sono la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento ambientale.

Un metro quadro di pannello può produrre 50 litri di acqua calda a 40-90° a seconda della stagione, del tipo di pannello e dell'orientamento. L'utilizzazione per la produzione di acqua calda sanitaria porta a un risparmio di combustibile del 60-80%, invece l'uso del solare ad integrazione della caldaia per la realizzazione di impianti di riscaldamento può far risparmiare dal 20 al 50% del combustibile.

33.04 Come si ottengono i biocombustibili biodiesel e bioetanolo?

Il Biodiesel è un prodotto naturale utilizzabile come carburante in autotrazione e come

Il biodiesel è un combustibile utilizzato nel riscaldamento. Viene ottenuto dalla spremitura di semi oleoginosi di colza, soia, girasole e da una reazione detta di TRANSESTERIFICAZIONE che determina la sostituzione dei componenti alcolici d'origine (glicerolo) con alcool metilico (metanolo). La reazione chimica ha luogo a temperatura ambiente, in presenza di catalizzatori, e può essere riassunta nella formula: 1000 kg di olio + 110 kg di metanolo = 1000 kg di Biodiesel + 110 kg di glicerina. Il sottoprodotto che si ottiene dalla reazione, la glicerina, viene raffinato e venduto alle industrie farmaceutiche e cosmetiche.

Il Bioetanolo è un alcool (etanolo o alcool etilico) ottenuto mediante la fermentazione di diversi prodotti agricoli ricchi di carboidrati e zuccheri, quali cereali (sorgo, frumento, mais, orzo), le colture zuccherine (bietola e canna da zucchero), frutta, patata e vinacce. La fermentazione avviene attraverso una trasformazione anaerobica dei glucidi (zuccheri o saccaridi) in etanolo.

Attuata da specifici microrganismi. Tale processo prende il nome di fermentazione alcolica. La fermentazione dei cereali avviene in due stadi poiché gli amidi (C6H10O5) non sono attaccati direttamente dai lieviti fermentanti.

Nel primo stadio si realizza un'idrolisi degli amidi C6H10O5 + H2O → C6H12O6 quindi con produzione di glucosio.

Nel secondo stadio si ha la fermentazione vera e propria con produzione di etanolo C2H5OH e rilascio di anidride carbonica: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2.

In campo energetico il Bioetanolo può essere utilizzato direttamente come componente per benzine o per la preparazione dell'ETBE (EtilTerButilEtere).

01. Come si definisce e come si calcola la durezza dell'acqua?

Si definisce durezza di un'acqua il contenuto di sali di calcio e di magnesio, distinguendoli dagli altri sali in quanto la loro presenza in quantità eccessiva determina notevoli inconvenienti. La durezza viene generalmente espressa in gradi francesi (°f).

durezza totale è la somma della durezza temporanea e permanente. La durezza dell'acqua può essere misurata utilizzando un'apposita scala di durezza, chiamata grado francese (°f). Un grado rappresenta 10 mg di carbonato di calcio (CaCO3) per litro di acqua, che corrisponde a 10 ppm (parti per milione). In alternativa, è possibile esprimere la durezza in millimoli di carbonato di calcio per litro di acqua. Ad esempio, 1,2 mmol/l corrispondono a 12 °f. La durezza dell'acqua può essere suddivisa in temporanea, permanente e totale. La durezza temporanea è causata dagli ioni idrogenati e è principalmente dovuta alla presenza di bicarbonati di calcio e magnesio. Questa durezza è chiamata temporanea perché questi ioni precipitano dopo l'ebollizione dell'acqua. La durezza permanente, invece, è la durezza che persiste dopo l'ebollizione dell'acqua. È principalmente dovuta alla presenza di cloruri, solfati e nitrati di calcio e magnesio. Gli ioni bicarbonato, generalmente, perdono un idrogeno durante il riscaldamento e si trasformano in ioni carbonato, che si sommano a quelli già presenti nell'acqua. La durezza totale è la somma della durezza temporanea e permanente.

La durezza totale è data dalla somma della durezza temporanea e di quella permanente. La formula per ricavare la durezza è: Durezza = ([Ca]/PM)*100(g/mol) + ([Mg]/PM)*100(g/mol) [g/l] dove: [Ca] è la concentrazione del calcio (espressa in grammi/100 litri), [Mg] è la concentrazione del magnesio (espressa in grammi/100 litri) e PM è il peso molecolare (43.02).

Che cosa sono i parametri BOD e COD e a cosa servono?

BOD (domanda biochimica di ossigeno): è la quantità di ossigeno consumata dai microrganismi (biomassa), in condizioni aerobiche, per poter procedere all'assimilazione e alla degradazione delle sostanze organiche biodegradabili (substrato) presenti nei liquami. Rappresenta la quantità di ossigeno, espressa in milligrammi, necessaria ad ossidare la materia organica presente in 1 litro d'acqua. Nei reflui urbani è solito utilizzare e misurare il BOD5 cioè il BOD al 5° giorno che corrisponde circa al 70% del totale.

COD

(domanda chimica di ossigeno): rappresenta la quantità di ossigeno richiesta per ossidare per via chimica le sostanze organiche presenti nei liquami. Dunque misura sia le sostanze organiche biodegradabili, sia quelle non biodegradabili (COD > BOD). Rappresenta la quantità di ossigeno, espressa in milligrammi, consumata per l'ossidazione in condizioni ben definite delle sostanze riducenti contenute in 1 litro di acqua inquinata.

Questi parametri, vengono principalmente usati per la stima del contenuto organico e quindi del potenziale livello di inquinamento delle acque naturali e di scarico. Un alto valore di COD di uno scarico comporta una riduzione dell'ossigeno disciolto nel corpo idrico ricettore e quindi una riduzione di capacità di autodepurazione e di sostenere forme di vita.

43.03 Descrivere i tipici trattamenti di disinfezione delle acque naturali

Per "disinfezione" si intende l'insieme dei processi e delle tecnologie in grado di

rimuovere o ridurre la carica microbica presente di specifici agenti patogeni (batteri, virus, protozoi) capaci di trasmettere infezione e quindi malattia con l'acqua ingerita (od usata nelle preparazioni alimentari). La disinfezione delle acque destinate al consumo umano ha un duplice obiettivo: abbattere i microrganismi patogeni e impedire ai microorganismi patogeni di crescere nell'impianto idraulico dopo la disinfezione, causando la ricontaminazione dell'acqua. Generalmente i metodi di disinfezione si possono dividere in 2 gruppi: Metodi chimici (cloro, ipocloriti, ozono, biossido di cloro); Metodi fisici (radiazione UV, filtrazione su membrane). Il cloro è dotato di un'elevata reattività con un gran numero di sostanze. È piuttosto persistente e relativamente economico. Il cloro uccide gli agenti patogeni come batteri e virus rompendo i legami chimici delle loro molecole. Le proprietà di disinfezione del cloro inGli agenti disinfettanti impiegati più frequentemente sono: - Cloro: il cloro è un potente agente disinfettante che agisce distruggendo i microrganismi attraverso reazioni di ossidazione. Viene utilizzato sotto forma di cloro gassoso, ipoclorito di sodio o ipoclorito di calcio. - Ozono: l'ozono è un gas instabile composto da tre atomi di ossigeno. Ha un forte potere ossidante ed è in grado di distruggere batteri, virus e altri microrganismi. Viene utilizzato principalmente per la disinfezione dell'acqua. - Perossido di idrogeno: il perossido di idrogeno, noto anche come acqua ossigenata, è un agente disinfettante che agisce attraverso reazioni di ossidazione. Viene utilizzato per la disinfezione di superfici e ferite. - Alcol etilico: l'alcol etilico è un agente disinfettante che agisce denaturando le proteine dei microrganismi e danneggiando le membrane cellulari. Viene utilizzato principalmente per la disinfezione delle mani. - Ammonio quaternario: gli ammoni quaternari sono composti chimici che agiscono distruggendo i microrganismi attraverso reazioni di sostituzione del cloro. Sono utilizzati principalmente per la disinfezione di superfici e strumenti.